Көлденең брус — бұл құрылыс конструкциясының көлденең элементі, тірек бағаналар, опоралар немесе колонналар сияқты тік несуші элементтерді біріктіріп, олардың арасындағы жүктемені таратуға арналған. Шындығында, көлденең брус – иілуге жұмыс істейтін және каркас пен рамалық жүйелердің кеңістіктік қатаңдығын қамтамасыз ететін арқалық немесе прогоңнің бір түрі.

Қазақстанның құрылыс саласында дәстүрлі де, инновациялық да технологиялар қарқынды дамып жатқандықтан, көлденең брустарды қолдану жобалық шешімдердің ең маңызды бөлігі болып қала береді, әсіресе каркас құрылыстарында, өнеркәсіптік ғимараттар, сауда орталықтары, әкімшілік кешендер және тұрғын үй нысандарын салуда.

Көлденең брустардың құрылыс конструкцияларындағы мақсаты

Көлденең брус­тардың негізгі функциясы — қабат, қабырға панельдері мен шатыр конструкцияларынан түсетін тік жүктемелерді тірек бағаналарға немесе колонналарға өткізу. Бұл кезде көлденең брус өз кезегінде иілуге жұмыс істеп, біркелкі тараған да, шоғырланған да жүктемелерді қабылдайды.

Көлденең брустар қамтамасыз етеді:

  • Құрылымның жалпы қатаңдығын арттыру;
  • Әр түрлі несуші элементтерге жүктемелерді тарату;
  • Ғимараттың тұрақты каркасын қалыптастыру;
  • Аралық тіректерсіз үлкен пролёттер жасау мүмкіндігін беру;
  • Рамалық жүйелердің кеңістіктік тұрақтылығын қамтамасыз ету.

Қазіргі заманғы ғимараттарда жоспарлық еркіндік, үлкен тірексіз кеңістіктер және икемді интерьерлер қажет болса, көлденең брустарсыз мұндай жобаларды жүзеге асыру дерлік мүмкін емес.

Көлденең брустардың конструктивтік ерекшеліктері

Ригельдер конструкция мақсатына, жобалық жүктемелерге және пайдалану шарттарына байланысты әртүрлі материалдардан жасалады:

  • Темір-бетон брустары — азаматтық және өнеркәсіптік құрылыс саласында ең көп қолданылатын түрі; жоғары беріктікке, ұзақ қызмет мерзіміне және өртке төзімділікке ие.
  • Болат брустары — жылдам құрылатын каркас ғимараттарда, ангарлар мен көпірлерде пайдаланылады; салыстырмалы аз салмағына қарамастан жүктемені жоғары қабылдайды.
  • Ағаш брустары — төмен қабатты үйлерде, әсіресе ағаш үйлерде, мансардалар мен шатыр конструкцияларында қолданылады.

Көлденең брустардың көлденең қимасы тікбұрышты, Т тәрізді, I тәрізді, қорапша тәрізді және басқа формада болуы мүмкін. Қиманың түрі жүктеме есептері мен технологиялық өндіріс ерекшеліктеріне сәйкес таңдалады.

Жобалау кезінде ескеріледі:

  • Тіректер арасындағы пролёт ұзындығы;
  • Күтiлетiн жүктемелер (өздік, пайдалы, жел және қар);
  • Қолдау шарттары мен конструкцияның жұмыс схемасы;
  • Арматуралау қажеттілігі (темір-бетон брустар үшін).

Ригельдердің тағайындалуына қарай түрлері

Құрылымдағы орналасуы мен атқаратын функциясына қарай ригельдерді бірнеше санатқа бөлуге болады:

Рамалық конструкциялар ригельдері

Рамаларда ригельдер тіректерді біріктіріп, жүйенің жел немесе сейсмикалық горизонтальдық жүктемелерге тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Қазақстандағы жоғары жел жүктемесі мен сейсмиялық қаупі бар өңірлерде ерекше маңызға ие.

Рамалық ригельдер негізінен иілу мен созылуға жұмыс істеп, жүйенің кеңістіктік қатаңдығын арттырады.

Каркас конструкциялар ригельдері

Каркас ғимараттарда ригельдер тік колонналарды біріктіріп, қабаттары жабу тақталарын немесе шатыр төсеніші құрылысын төсеуге негіз болады. Каркас ригельдері жоғары несуші қабілетке және минималды иілуге ие болуы тиіс.

Осындай жүйелер ішкі жоспарлау еркіндігін сақтай отырып, түрлі қабатты ғимараттар салуға мүмкіндік береді.

Шатыр жүйесі ригельдері

Шатырда ригель шатыр арбаларын біріктіріп, тарқатушы күштерді теңестіреді және шатыр конструкциясының тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Ағаш шатыр жүйелерінде ригель шатырасты қабатты төсеудің негізі болып табылады.

Қазақстанда қысқы қар жүктемелері жоғары болғандықтан, шатыр ригельдерін пайдалану аса маңызды.

Ригельдерді монтаждау технологиясы

Ригельдерді орнату процесі олардың материалы мен қосылатын конструкция түріне байланысты:

  • Темір-бетон ригельдері кранмен орнатылып, колонналарға арматуралық жабыстырғыштар, анкерлер және дәнекерлеу арқылы бекітіледі. Қосылыстар барлық жүктемелерді, соның ішінде динамикалық әсерлерді есепке алатындай жобаланады.
  • Болат ригельдер дәнекерлеу немесе болттық қосылыстар арқылы колонналарға жалғанады. Әсіресе агрессивті ортадағы ғимараттарда қосылыстарды коррозиядан қорғау маңызды.
  • Ағаш ригельдер механикалық (скоба, шеге, шпилька) немесе арнайы желімдік қоспалармен бекітіледі.

Монтаж кезінде жобалық қисықтықтарды және орнатудың дәлдігін сақтау қажет, бұл қисайып кетуді болдырмай, жүктемені біркелкі таратуға көмектеседі.

Қазақстан жағдайында ригельдерді жобалаудың ерекшеліктері

Қазақстанның климаттық және геологиялық ерекшеліктері ригельдерді жобалауға мынадай талаптар қояды:

  • Солтүстік өңірлерде, мұндағы қыстарда температура –40 °C-қа дейін төмендеуі мүмкін, құрылымның температуралық деформацияларын ескеру қажет.
  • Оңтүстік өңірлерде, сейсмикалық белсенділік жоғары болғандықтан, ригельдер мен колонналардың түйіспе тораптары мен арнайы антисейсмикалық шараларды қолдану арқылы қатаңдығын күшейту талап етіледі.
  • Батыс облыстарда, күшті жел жүктемелері жиі кездесетіндіктен, жобалауда ғимарат каркасына горизонтальдық күштердің әсері есепке алынады.

Қазақстан жағдайында ригель материалын, қимасын және бекіту әдісін таңдау әрқашан құрылыс алаңының ерекшеліктерін ескеретін егжей-тегжейлі инженерлік есепке негізделуі тиіс.

Ригельдерді жобалау және монтаждау кезіндегі жиі кездесетін қателіктер

Ригельдерді жобалау және монтаждау ережелерін орындамау ауыр салдарға әкелуі мүмкін:

  • Ригельдің жеткіліксіз беріктігі плиталардың жарығы мен деформациясына әкеледі.
  • Иілу есебі қате жүргізілген жағдайда есік-терезелердің тұрып қалуы сияқты эксплуатациялық ыңғайсыздықтар туындайды.
  • Бекітпелерді сапасыз орнату конструкцияның горизонтальдық жүктемелерге тұрақтылығы төмендеуіне себеп болады.
  • Болат ригельдерді коррозиядан қорғауды елемеу олардың мерзімінен бұрын бүлінуіне апарады.

Осындай мәселелердің алдын алу үшін білікті жобалаушылар мен монтаж мамандарын тарту, жоба құжаттамасын қатаң сақтау және сертификатталған құрылыс материалдарын қолдану қажет.

Қазіргі құрылыстағы ригельдерді қолдану перспективалары

Технологиялар дамып, ригельдерді жобалау мен өндіруде мынадай жаңалықтар пайда болуда:

  • Алдын ала кернеулі темір-бетон ригельдер пролеттерін арттырып, қималарын азайтуға мүмкіндік береді.
  • Жеңіл болат ригельдер мен қосынды материалдар (болат+бетон) конструкцияның салмағын азайта отырып, беріктігін сақтайды.
  • BIM технологиялары жобалау кезеңінде әртүрлі жүктемелер әсерін дәл модельдеуге, қималарын оңтайландыруға және монтаж дәлдігін арттыруға септігін тигізеді.

Қазақстанда жедел тұрғызылатын ғимараттар, спорт кешендері, сауда-ойын-сауық орталықтары мен логистикалық пункттерге сұраныс өсіп келе жатқандықтан, ригельдерді қолданудың маңызы артатын болады.

Қорытынды

Көлденең брус — ғимарат пен құрылыстардың қатаңдығын, беріктігін және тұрақтылығын қамтамасыз ететін құрылыс конструкциясының ең маңызды элементтерінің бірі. Оны дұрыс жобалау және сапалы монтаждау бүкіл конструкцияның сенімділігіне тікелей әсер етеді.

Қазақстандағы әртүрлі климаттық, геологиялық және эксплуатациялық талаптарды ескере отырып, көлденең брустар дәстүрлі де, заманауи да сәулеттік шешімдерде ауыстырылмайтын рөл атқарады. Нақтылы есептеулер, материалдарды дұрыс таңдау және монтаж жұмыстарының кәсіби орындалуы ғимараттардың ұзақ мерзімділігін, сыртқы әсерлерге төзімділігін және пайдаланушылар үшін жайлы жағдайларды қамтамасыз етеді.